專利名稱：帶控制器的充電電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下面描述總體上涉及電動(dòng)車輛以及混合動(dòng)力電動(dòng)車輛所用的充電電纜。
背景技術(shù)：
在包括插入式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的許多電動(dòng)車輛中，是從公共電力設(shè)施 (utility)電源(例如，從電力設(shè)施接收電的公用或私用插座)來(lái)給車輛電池充電。充電電 纜被用來(lái)將車用公共電力設(shè)施電源連接到車輛電池。充電電纜將電動(dòng)車輛中的充電系統(tǒng)連接到公共電力設(shè)施的電力。一旦被連接，通 常車輛充電系統(tǒng)開始對(duì)車輛電池進(jìn)行充電，直到該電池被完全充滿為止。為了減少費(fèi)用，用 戶可等到公共電力設(shè)施費(fèi)率減價(jià)時(shí)(例如，在夜間時(shí)段期間)才將車輛插入電源，但是可能 會(huì)發(fā)生當(dāng)用戶忘記或者無(wú)法在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將充電電纜插入時(shí)車輛未被充電的情況。因此，期望提供一種充電電纜，其用于在公共電力設(shè)施費(fèi)率減價(jià)時(shí)對(duì)車輛電池方 便的充電。此外，由隨后的詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求，并且結(jié)合附圖以及前述的技術(shù)領(lǐng)域和 背景技術(shù)，其它期望的特征和特性將變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施方式，充電電纜被構(gòu)造成將車輛電池電耦接至公共電力設(shè)施 電源，該充電電纜包括車輛連接器、數(shù)據(jù)模塊、以及控制模塊。車輛連接器被構(gòu)造成連接到 車輛上的充電端口。數(shù)據(jù)模塊被構(gòu)造成從公共電力設(shè)施電源接收公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)，以及 從車輛接收車輛數(shù)據(jù)。控制模塊被通信地耦接至數(shù)據(jù)模塊，并且該控制模塊被構(gòu)造成基于 公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)和車輛數(shù)據(jù)對(duì)在公共電力設(shè)施電源與充電端口之間的電耦接器進(jìn)行控 制。優(yōu)選地，所述充電電纜進(jìn)一步包括被通信地耦接到所述數(shù)據(jù)模塊的通信模塊，所述通信 模塊被構(gòu)造成通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送和接收所述公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)及所述車輛數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所 述控制模塊進(jìn)一步包括基于所述公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)和所述車輛數(shù)據(jù)來(lái)確定充電時(shí)間表的 處理器。優(yōu)選地，所述充電時(shí)間表是使用一天中的當(dāng)前時(shí)刻、所述公共電力設(shè)施電源的電壓 電平、包括公共電力設(shè)施費(fèi)率時(shí)間表的所述公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)、以及包括所述車輛電池充 電水平的所述車輛數(shù)據(jù)來(lái)確定的。優(yōu)選地，所述充電電纜進(jìn)一步包括被構(gòu)造成顯示所述車 輛電池充電狀態(tài)以及接受用戶輸入的用戶接口。優(yōu)選地，所述充電電纜進(jìn)一步包括被通信 地耦接到所述數(shù)據(jù)模塊的測(cè)量模塊，所述測(cè)量模塊被構(gòu)造成測(cè)量電力使用量并產(chǎn)生使用量 數(shù)據(jù)，其中所述使用量數(shù)據(jù)被保留在所述數(shù)據(jù)模塊中。優(yōu)選地，所述充電電纜進(jìn)一步包括被 構(gòu)造成顯示充電狀態(tài)的充電狀態(tài)指示器。優(yōu)選地，所述充電電纜進(jìn)一步包括被構(gòu)造成顯示 公共電力設(shè)施電力狀態(tài)的公共電力設(shè)施電力狀態(tài)指示器。優(yōu)選地，所述公共電力設(shè)施電力 狀態(tài)包括電力連接狀態(tài)和接地連接狀態(tài)。車輛充電電纜的另一個(gè)實(shí)施例包括數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、以及用戶接口。數(shù) 據(jù)通信系統(tǒng)被構(gòu)造成與家庭區(qū)域網(wǎng)通信，并且還被構(gòu)造成與車輛通信?？刂葡到y(tǒng)包括數(shù)據(jù) 模塊和控制模塊。數(shù)據(jù)模塊被通信地耦接至數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，并且被構(gòu)造成保留公共電力設(shè)施費(fèi)率和電力使用量信息。控制系統(tǒng)被通信地耦接至數(shù)據(jù)模塊，并且被構(gòu)造成對(duì)公共電力設(shè)施電源與車輛電池之間的電耦接器進(jìn)行控制?？刂颇K基于公共電力設(shè)施費(fèi)率和電力使 用量信息來(lái)計(jì)算充電時(shí)間表。用戶接口被構(gòu)造成顯示車輛電池的充電狀態(tài)并且被構(gòu)造成接 受用戶輸入。優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括通信地耦接至所述數(shù)據(jù)模塊的測(cè)量模塊，所 述測(cè)量模塊被構(gòu)造成測(cè)量電力使用量并產(chǎn)生使用量數(shù)據(jù)，其中所述使用量數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在所 述數(shù)據(jù)模塊中。優(yōu)選地，所述控制模塊基于所述公共電力設(shè)施費(fèi)率和所述使用量數(shù)據(jù)來(lái)計(jì) 算使用量費(fèi)用。優(yōu)選地，所述測(cè)量模塊包括被構(gòu)造成測(cè)量經(jīng)過(guò)所述車輛充電電纜的電流的 電流表。另一個(gè)示例性實(shí)施方式包含一種包括車輛連接器和控制模塊的裝置。車輛連接器 被連接至電力電纜，該電力電纜被構(gòu)造成供應(yīng)電力以便給車輛電池充電。車輛連接器被構(gòu) 造成連接到帶有充電端口的車輛?？刂颇K被連接到電力電纜。控制模塊被構(gòu)造成從公共 電力設(shè)施電源接收公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)，從車輛接收車輛數(shù)據(jù)，以及基于公共電力設(shè)施數(shù)據(jù) 和車輛數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整供應(yīng)至車輛電池的電力。優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括被連接到所述電 力電纜的公共電力設(shè)施連接器，其中所述公共電力設(shè)施連接器被構(gòu)造成連接到公共電力設(shè) 施電源插座。優(yōu)選地。所述電力電纜包括公共電力設(shè)施端和車輛端，其中所述控制模塊包 括在所述電纜的所述公共電力設(shè)施端處的第一模塊，以及在所述電纜的所述車輛端處的第 二模塊，所述電力電纜還包括通信地耦接至所述第一模塊和所述第二模塊的通信電纜。優(yōu) 選地，所述裝置包括通信地耦接至所述控制模塊的發(fā)送器，其中所述發(fā)送器被構(gòu)造成發(fā)送 所述車輛數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述裝置包括通信地耦接至所述控制模塊的顯示器，其中所述顯示 器被構(gòu)造成指示所述車輛電池的充電狀態(tài)。優(yōu)選地，所述顯示器包括發(fā)光二極管。優(yōu)選地， 所述裝置包括被構(gòu)造成向所述控制模塊發(fā)送用戶輸入信號(hào)的用戶輸入裝置，其中所述控制 模塊被構(gòu)造成基于來(lái)自所述用戶輸入裝置的所述用戶輸入信號(hào)來(lái)進(jìn)一步調(diào)整供應(yīng)給所述 車輛電池的所述電力。


通過(guò)結(jié)合以下附圖來(lái)參考詳細(xì)說(shuō)明和權(quán)利要求，可獲得對(duì)該主題更加完全的理 解，附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，且圖1是示出了電動(dòng)車輛和示例性充電電纜的簡(jiǎn)圖；圖2是示出了示例性充電電纜的框圖；圖3是示例性充電電纜的透視圖；圖4是將示例性充電電纜作為網(wǎng)絡(luò)的一部分而示出的簡(jiǎn)圖；以及圖5是對(duì)車輛進(jìn)行充電的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下的詳細(xì)描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，且并不意圖限制本發(fā)明、或其應(yīng)用和 使用。此外，也決不意圖通過(guò)在前面的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或者下面的詳細(xì)描述 中的任何明示或暗示的理論來(lái)加以約束。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，用于電動(dòng)車輛的充電電纜包括控制模塊，該控制模塊 被構(gòu)造成基于公共電力設(shè)施費(fèi)率對(duì)充電電纜模塊內(nèi)的電耦接器進(jìn)行控制，以便降低電動(dòng)車輛充電的費(fèi)用。該示例性充電電纜還可與公共電力設(shè)施電源(例如，電力公司)通信，以便 接收公共電力設(shè)施費(fèi)率信息，以及監(jiān)測(cè)和記錄，并將消費(fèi)者能量使用量數(shù)據(jù)傳送給電力公 司或其他接受者。在充電電纜的一個(gè)實(shí)施方式中，電纜中的控制模塊根據(jù)公共電力設(shè)施費(fèi) 率確定充電時(shí)間表以縮減充電費(fèi)用。然后，控制模塊根據(jù)該充電時(shí)間表來(lái)指導(dǎo)電耦接器，用 以將車輛連接以便充電，或者將車輛與公共電力設(shè)施電源斷開?，F(xiàn)在將特別參考附圖，提供 一些示例性實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。圖1示出了帶有公共電力設(shè)施端110和車輛端120的充電電纜100。圖1還示出了帶有充電端口 12、車輛充電系統(tǒng)14、以及車輛電池16的車輛10。車輛10被圖示成位于 帶公共電力設(shè)施電源插座172的車庫(kù)內(nèi)，該公共電力設(shè)施電源插座172被連接到公共電力 設(shè)施電源170。車輛10可以是任意插入式電動(dòng)車輛，包括插入式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。示例 性實(shí)施方式中的充電電纜100的車輛端120被構(gòu)造成與充電端口 12連接，以便當(dāng)公共電力 設(shè)施端110通過(guò)公共電力設(shè)施電源插座172被連接到公共電力設(shè)施電源170時(shí)，將車輛充 電系統(tǒng)14和車輛電池16電耦接到公共電力設(shè)施電源170。圖2示出了帶有控制系統(tǒng)105的充電電纜100的示例性實(shí)施方式的框圖。在該示 例性實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)包括包含處理器的控制模塊102、數(shù)據(jù)模塊104、測(cè)量模塊106、 帶有接收器132和發(fā)送器134的通信模塊130、帶有用戶接口顯示器的顯示模塊140、帶有 用戶輸入裝置的用戶輸入模塊150、以及電耦接器160。在替代性的實(shí)施方式中，這些模塊 可以與控制系統(tǒng)105分開，并且視情況被耦接至控制系統(tǒng)105?？刂葡到y(tǒng)105可被容納在位 于公共電力設(shè)施端110或車輛端120處的殼體內(nèi)，或者被容納在連接至充電電纜100的分 開的殼體內(nèi)。可替代地，控制系統(tǒng)105可具有被容納在連接至充電電纜100的不同殼體內(nèi) 的模塊，并且這些模塊視情況被通信耦接。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，充電電纜100具有公共電力設(shè)施連接器112以及位于 公共電力設(shè)施端110內(nèi)的接地故障電流中斷(GFCI)裝置114。公共電力設(shè)施連接器112 被構(gòu)造成連接到公共電力設(shè)施電源插座172(圖1)。公共電力設(shè)施電源插座172可被構(gòu)造 成任意類型的電源插座，例如，110V，或者220V。公共電力設(shè)施連接器112可被構(gòu)造成連接 到標(biāo)準(zhǔn)類型的電源插座，或者可被構(gòu)造成接納適配器，以連接到不止一種類型的電源插座。 在一個(gè)實(shí)施方式中，公共電力設(shè)施端110包含檢測(cè)電源插座處可用的電壓電平的測(cè)量模塊 106。充電電纜100可與電源插座一起使用，所述電源插座被構(gòu)造成輸送110VAC或220VAC， 以及其它電壓，例如，在美國(guó)或國(guó)際上可用的任意壁電壓?？刂颇K102可以是在電路板上使用的模塊，并且可以與處理器一起使用。在一 個(gè)示例性實(shí)施方式中，控制模塊102基于公共電力設(shè)施電壓的電壓電平、車輛電池電平、公 共電力設(shè)施電力費(fèi)率、以及充電率來(lái)確定車輛電池的充電時(shí)間表。其它因素可以被用于確 定包括有預(yù)計(jì)時(shí)間的車輛電池充電時(shí)間表，以便實(shí)現(xiàn)完全充電。用于確定充電時(shí)間表的信 息可以被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)模塊104內(nèi)。示例性實(shí)施方式中的控制模塊102從電力公司或其它電 力供應(yīng)源獲得公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)，并且還從車輛獲得車輛數(shù)據(jù)。在該示例性實(shí)施方式中，公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)包括公共電力設(shè)施費(fèi)率，該公共電力 設(shè)施費(fèi)率包括基于時(shí)間表的電費(fèi)，該時(shí)間表可包括基于許多不同因素(例如，當(dāng)日的時(shí)間、 當(dāng)年的時(shí)間、地區(qū)或家庭的峰值需求使用、以及電力公司的峰值需求使用)的公共電力設(shè) 施費(fèi)率中的變化。公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)還可包括從電力公司接收到的有關(guān)充電電纜100連接到的電網(wǎng)的當(dāng)前狀況的信息。在該示例性實(shí)施方式中，車輛數(shù)據(jù)包括車輛電池電平，以及涉 及車輛電池和車輛的其它信息?？刂颇K102可使用車輛數(shù)據(jù)、公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)、以及其 它數(shù)據(jù)(例如，來(lái)自測(cè)量模塊106的信息)以便確定具有較低充電費(fèi)用的充電時(shí)間表。在 一個(gè)替代性實(shí)施方式中，控制模塊102可基于公共電力設(shè)施的峰值使用量及需求來(lái)確定充 電時(shí)間表，并且可基于從公共電力設(shè)施電源接收到的涉及峰值使用量及需求的新數(shù)據(jù)來(lái)定 期更新該充電時(shí)間表。 在示例性實(shí)施方式中的控制模塊102被通信耦接以指導(dǎo)電耦接器160來(lái)控制輸送 至車輛充電系統(tǒng)14的電流。在一個(gè)實(shí)施方式中，電耦接器160是在充電電纜100的端部間 連接公共電力設(shè)施的電力并且允許電流流動(dòng)以便給車輛電池16充電的開關(guān)。電耦接器控 制裝置160可為任意類型的開關(guān)，例如，由控制模塊102控制的繼電器或晶體管。在一個(gè)實(shí) 施方式中，電耦接器160控制經(jīng)過(guò)充電電纜100的電流，并且可包括電流限制開關(guān)或其它裝 置以控制電流。數(shù)據(jù)模塊104是被構(gòu)造成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的任意模塊。在該示例性實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)模 塊被作為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器使用。各種類型的存儲(chǔ)器都可被用于數(shù)據(jù)模塊104，例如，隨機(jī)存 取存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、磁鼓存儲(chǔ)器、磁芯存儲(chǔ)器、磁泡存儲(chǔ)器、磁扭線存儲(chǔ)器、 和/或其它類型的磁儲(chǔ)存器或非磁儲(chǔ)存器。測(cè)量模塊106是具有測(cè)量公共電力設(shè)施電源插座172處的電力以及流過(guò)充電電 纜100的電力的電特性的能力的任意硬件和/或軟件模塊。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，測(cè) 量模塊106包括用于測(cè)量公共電力設(shè)施電源插座172處的交流電力的電壓電平的電路(例 如，電壓表或電壓比較器電路)，還包括用于測(cè)量通過(guò)充電電纜100流至車輛10的電流的 電路(例如，電流表)。涉及測(cè)量值的數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)模塊104內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中， 控制模塊102使用公共電力設(shè)施電壓電平值和通過(guò)充電電纜100的電流值來(lái)計(jì)算給車輛電 池16充電所用的電能，例如，所用的總瓦數(shù)或總千瓦數(shù)?？刂颇K102還可基于公共電力 設(shè)施費(fèi)率來(lái)計(jì)算所用電能的費(fèi)用，例如，千瓦/小時(shí)的費(fèi)用，以確定給車輛充電所用的平均 費(fèi)用。在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)模塊還從車輛10接收里程信息，并且計(jì)算給車輛電池16充 電的每英里的費(fèi)用。通信模塊130是被構(gòu)造成發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的任意裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中， 通信模塊130是被構(gòu)造成使用無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)(例如，各種IEEE標(biāo)準(zhǔn)或其它標(biāo)準(zhǔn)中的任意一 種)來(lái)無(wú)線地發(fā)送和接收信號(hào)的裝置。在其它實(shí)施方式中，通信模塊130是被構(gòu)造成通過(guò) 有線連接(例如，電力電纜、網(wǎng)絡(luò)電纜、或其它數(shù)據(jù)電纜)來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置。通信模塊130 可使用這些裝置來(lái)連接到網(wǎng)絡(luò)，例如，個(gè)人區(qū)域網(wǎng)、家庭區(qū)域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、和/或其它網(wǎng)絡(luò)。 在一個(gè)實(shí)施方式中，通信模塊130將數(shù)據(jù)傳送至車輛10上的通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的車輛通信 裝置，例如，RF發(fā)送器/接收器。通信模塊130可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至公共電力設(shè)施源， 例如，電能使用量數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通信模塊130以全雙工模式同時(shí)發(fā)送和接收數(shù) 據(jù)。在其它實(shí)施方式中，通信模塊130以半雙工模式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在一個(gè)替代性的實(shí)施 方式中，通信模塊130通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至確定車輛電池16的充電時(shí)間表的處理器，并 且將該充電時(shí)間表作為公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)發(fā)送至通信模塊130。通信模塊130可被用于通 過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以方便用戶接口。用戶可接收與車輛10的電能使用相關(guān)的信息， 并且提供輸入以用于調(diào)整充電時(shí)間表。
在圖2所示的實(shí)施方式中，用戶接口可以是包括顯示裝置140和用戶輸入裝置150 的控制系統(tǒng)105的一部分。顯示器140是以可視形式傳遞信息的任意裝置。例如，在一個(gè) 實(shí)施方式中顯示器140可以是液晶顯示屏，其能夠隨著控制模塊102的控制顯示各種字符。 用戶輸入裝置150是允許用戶將數(shù)據(jù)輸入到控制系統(tǒng)105中的任意裝置。在圖3所示的實(shí)施方式中，用戶接口包括顯示器140和用戶輸入裝置150，其中顯 示器140包括發(fā)光二極管(LED) 141 147，用戶輸送裝置150包括超馳按鈕124。電力電 纜101和通信電纜103可被耦接在公共電力設(shè)施端110與車輛端120之間。在該示例性實(shí) 施方式中，充電電纜100包括在其兩端處形式為發(fā)光二極管的顯示裝置。其它顯示裝置可 用于充電電纜100的一個(gè)或兩個(gè)端部，以及連接至充電電纜100的其它殼體。公共電力設(shè) 施端110可包括各種二極管以指示不同的狀況。例如，第一 LED 141可指示公共電力設(shè)施 電源插座172處是否存在電力。第二 LED 142可指示在公共電力設(shè)施電源插座172處是否 檢測(cè)到正確的接地電路，第三LED 143可指示充電時(shí)間表的狀態(tài)。其它實(shí)施方式可以任意 方式指示任意其它類型的信息。在示例性實(shí)施方式中，在發(fā)光二極管所用之處，LED可通過(guò)發(fā)出變換顏色的光、發(fā) 出穩(wěn)定的光、發(fā)出閃爍的光、和/或發(fā)出不同亮度水平的光來(lái)指示狀態(tài)。在該示例性實(shí)施方 式中，第一 LED 141和第二 LED 142發(fā)出穩(wěn)定的光以指示在公共電力設(shè)施電源插座172處 檢測(cè)到正確的電連接，而第一 LED 141和第二 LED 142熄滅則指示沒(méi)有檢測(cè)到這樣的電連 接。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)在公共電力設(shè)施電源插座172處檢測(cè)到電力并且檢測(cè)到不正確 的接地連接時(shí)，第二 LED 142顯示閃爍的光以指示不正確的接地連接。在該示例性實(shí)施方 式中，第三LED 143采用閃爍的綠光來(lái)指示車輛電池16當(dāng)前正在充電，并且采用穩(wěn)定的綠 光來(lái)指示充電完成。第三LED 143可發(fā)出閃爍的淡黃色光以指示此時(shí)根據(jù)充電時(shí)間表充電 被延遲。在其它實(shí)施方式中，LED和其它顯示裝置可使用其它方法和結(jié)構(gòu)來(lái)指示情況和狀 態(tài)。在該示例性實(shí)施方式中，充電電纜100的車輛端120包括以和第一 LED、第二 LED 及第三LED相同的方式來(lái)指示相同狀態(tài)的三個(gè)LED (第四LED 145、第五LED 146、以及第六 LED 147)。顯示器可被置于電纜的兩端，以便在兩個(gè)位置處指示相同的狀態(tài)信息。其它顯 示器可在一個(gè)或多個(gè)位置處指示相同信息或不同信息。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，充電電纜100包括安全裝置，例如，接地故障電流中斷 (GFCI)電路。GFCI電路可被容納在公共電力設(shè)施端110內(nèi)，并且可包括GFCI測(cè)試按鈕116 和GFCI重置按鈕118。GFCI電路對(duì)交流(AC)線路上的電流進(jìn)行比較。AC線路之間的不平 衡說(shuō)明接地故障，并且電路被切斷，例如，當(dāng)發(fā)生對(duì)地短路時(shí)。充電電纜100可包括用戶輸入裝置，例如，超馳按鈕124。超馳按鈕124被用來(lái)使 充電延遲無(wú)效。在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)用戶將帶有車輛連接器122的車輛端120連接到充 電端口 12(圖1)以便給車輛電池16充電時(shí)，控制系統(tǒng)105(圖2)可確定是否通過(guò)公共電 力設(shè)施電源插座172(圖1)與公共電力設(shè)施的電力實(shí)現(xiàn)了正確的連接，以及是否與車輛充 電系統(tǒng)14實(shí)現(xiàn)了正確的連接。然后，控制模塊102(圖2)可發(fā)送信號(hào)給顯示器140以便指 示該電連接的狀態(tài)?；诔潆姇r(shí)間表，控制模塊102可確定充電中的延遲將會(huì)具有有利的 費(fèi)用好處。在該示例中，控制模塊102接著發(fā)送信號(hào)給顯示器140以便指示充電被延遲。 如果用戶不想延遲充電，而是需要使該延遲無(wú)效并且立刻開始充電，那么用戶可按下超馳按鈕124。然后，控制模塊102將接收來(lái)自超馳按鈕124的信號(hào)，并發(fā)送信號(hào)給電耦接器裝 置160 (圖2)以便開始充電?？刂颇K102還可發(fā)送信號(hào)給顯示器140以便指示車輛電池 16當(dāng)前正在充電。在其它實(shí)施方式中，可使用其它用戶輸入裝置，例如，觸摸屏、多個(gè)按鈕、 度盤(dial)、開關(guān)、和/或鍵。如圖4所示的一個(gè)實(shí)施例中，用戶輸入裝置可以是通過(guò)網(wǎng)絡(luò) 200被連接至通信模塊130的計(jì)算機(jī)180。
圖4示出了通過(guò)通信鏈路202被連接到網(wǎng)絡(luò)200的充電電纜100。通過(guò)被連接到 網(wǎng)絡(luò)200的通信鏈路202，公共電力設(shè)施電源170、計(jì)算機(jī)180、車輛10、和/或電力公司190 也可被連接到充電電纜100。其它裝置也可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)200連接到充電電纜100，例如，家庭 電能管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)200可以是如圖4的示例性實(shí)施方式中所示的網(wǎng)絡(luò)?？商娲兀W(wǎng)絡(luò) 200可以是多重網(wǎng)絡(luò)。連接到網(wǎng)絡(luò)200的裝置在它們之間可具有比圖4中示出的更多的通 信鏈路202，或者更少的通信鏈路202。公共電力設(shè)施電源170是能夠發(fā)送和/或接收信息的供電系統(tǒng)的任意部分。在一 個(gè)實(shí)施方式中，公共電力設(shè)施電源170是接收和轉(zhuǎn)發(fā)關(guān)于電網(wǎng)狀態(tài)信息的功率表。在另一 個(gè)實(shí)施方式中，公共電力設(shè)施電源170是用于一部分電網(wǎng)的集中式控制器。公共電力設(shè)施 電源170可為了不同的目的與充電電纜100來(lái)交換信息。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，公共電 力設(shè)施電源170接收涉及給車輛電池16(圖1)充電所用的電力的使用量數(shù)據(jù)，并且將這些 信息格式化以便顯示給消費(fèi)者。與充電電纜100的通信還可以被用來(lái)管理通過(guò)電網(wǎng)的電力 使用量及峰值電力使用量。例如，公共電力設(shè)施電源170可以檢測(cè)到電網(wǎng)處于或接近輸出 能力的狀況，并且與充電電纜100通信以便延遲對(duì)車輛電池的充電，或者減少輸送至車輛 電池16的電流，從而減小電網(wǎng)上的當(dāng)前電力負(fù)載。公共電力設(shè)施電源170可接收與當(dāng)前充 電時(shí)間表相關(guān)的信息，包括預(yù)計(jì)的完成時(shí)間，并且可以對(duì)該充電時(shí)間表進(jìn)行調(diào)整以便管理 電網(wǎng)上的負(fù)載。為了其它原因以及為了其它功能，公共電力設(shè)施電源170可通過(guò)通信模塊 130與充電電纜100通信。在一個(gè)實(shí)施方式中，充電電纜100接收與充電電纜100和車輛10的當(dāng)前地理位置 相關(guān)的信息?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)200或者可通過(guò)與車輛10內(nèi)的裝置(例如，GPS接收器或其它無(wú)線 接收器)通信來(lái)接收當(dāng)前的地理位置。當(dāng)前地理位置可用于確定是哪一個(gè)電力公司190在 供應(yīng)電力，以及確定電力公司190的費(fèi)率結(jié)構(gòu)。在一個(gè)替代性的實(shí)施方式中，充電電纜100 基于網(wǎng)絡(luò)200的網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)確定當(dāng)前的地理位置。例如，當(dāng)車輛10在家庭位置處充電時(shí)， 充電電纜100可使用一個(gè)到家庭區(qū)域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)連接，而當(dāng)在辦公室位置處對(duì)車輛充 電時(shí)，充電電纜可連接到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。在該示例性實(shí)施方式中，當(dāng)給車輛10充電時(shí)沒(méi) 有接收到當(dāng)前地理位置信息時(shí)，充電電纜100包括給車輛10充電所用的遠(yuǎn)程充電設(shè)置。充 電電纜100還可存儲(chǔ)來(lái)自遠(yuǎn)程位置處的充電的遠(yuǎn)程充電信息，并且可為了開賬單的目的將 該遠(yuǎn)程充電信息發(fā)送給電力公司。這可方便所涉及的電力公司向車主開賬單，而無(wú)需顧及 充電位置和/或電網(wǎng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)改變充電的起始時(shí)間充電電纜100方便對(duì)電網(wǎng)上峰值電 力負(fù)載進(jìn)行管理。如果許多不同的車輛或者其它電裝置被設(shè)置成當(dāng)公共電力設(shè)施費(fèi)率變化 時(shí)自動(dòng)開始吸取電力，由此在公共電力設(shè)施費(fèi)率變化時(shí)產(chǎn)生電力波動(dòng)，那么這可以是有用 的。例如，充電電纜100可包括隨機(jī)數(shù)發(fā)生器以便從公共電力設(shè)施費(fèi)率降低起始時(shí)延遲充 電的開始，同時(shí)在公共電力設(shè)施費(fèi)率降低時(shí)允許對(duì)車輛電池完全充電。在該示例性實(shí)施方式中，如果裝置的重要部分使用了隨機(jī)延遲，那么負(fù)載波動(dòng)可以被減小?？商娲兀ㄟ^(guò)與 電力公司190或公共電力設(shè)施電源170另外的控制源通信，采用命令以便在特定時(shí)間減小 或延遲車輛10的充電，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載管理。計(jì)算機(jī)180是可由人操作的任意計(jì)算機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)180與充電 電纜100通信以便調(diào)整充電時(shí)間表。例如，如果用戶想要改變定期的充電時(shí)間表以便在不 同日期的不同時(shí)刻完成充電，那么一個(gè)實(shí)施方式可允許用戶使用計(jì)算機(jī)180來(lái)調(diào)整該時(shí)間 表。充電電纜100可收集數(shù)據(jù)(例如，公共電力設(shè)施的數(shù)據(jù)和車輛數(shù)據(jù))，并且將該數(shù)據(jù)發(fā) 送給計(jì)算機(jī)180，以便顯示給用戶。電力公司190是供應(yīng)車輛電池16充電所用電力的任意公司。電力公司190可與 充電電纜100通信，并且可以從充電電纜100接收用于開賬單或其它目的的數(shù)據(jù)。在一個(gè) 實(shí)施方式中，電力公司190通過(guò)網(wǎng)絡(luò)200發(fā)送公共電力設(shè)施費(fèi)率信息。該公共電力設(shè)施費(fèi) 率信息被充電電纜100接收，以便用在充電時(shí)間表中。圖5示出了根據(jù)給車輛電池充電的示例性方法500的流程圖。示例性方法500開 始于步驟510。在該示例性實(shí)施方式中，當(dāng)公共電力設(shè)施連接器112(圖2)被連接到公共電 力設(shè)施電源插座172(圖1)時(shí)，充電電纜100顯示公共電力設(shè)施的電力狀態(tài)(步驟512)。 公共電力設(shè)施狀態(tài)可在一個(gè)或多個(gè)位置處被顯示，例如，在車輛端120以及在公共電力設(shè) 施端110(圖3)處。隨著公共電力設(shè)施狀態(tài)被顯示，用戶可迅速確定公共電力設(shè)施的電力 是否可用于給車輛電池16(圖1)充電。充電電纜可在連接到公共電力設(shè)施電源170之前 或之后被連接到充電端口 12。在示例性方法500中，在電力被正確連接到充電電纜100之后，該充電電纜可與車 輛連接器122連接起來(lái)，車輛連接器122連接到車輛10上的充電端口 12(圖1)。在該示例 性實(shí)施方式中，將車輛連接器122連接到車輛10建立起在車輛10與控制模塊102(圖2) 之間的通信耦接。在其它實(shí)施方式中，采用無(wú)線通信來(lái)建立與車輛10的通信。在該示例性 實(shí)施方式中，隨著控制模塊102被通信耦接到車輛10，控制模塊102接收車輛數(shù)據(jù)(步驟 514)。車輛數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)模塊104(圖2)中，并且車輛數(shù)據(jù)可包括車輛電池16充電 信息的狀態(tài)以及其它數(shù)據(jù)。在如圖5的示例性方法500所示的步驟516中，控制模塊102接收公共電力設(shè)施 的數(shù)據(jù)。公共電力設(shè)施的數(shù)據(jù)可包括公共電力設(shè)施費(fèi)率時(shí)間表，其在不同時(shí)間的用電具有 不同的費(fèi)率。例如，公共電力設(shè)施費(fèi)率在夜間時(shí)段可較低，例如，從晚上9:00到次日早晨 7:00。公共電力設(shè)施費(fèi)率可基于許多因素而變化。在一個(gè)實(shí)施方式中，公共電力設(shè)施的數(shù) 據(jù)還包括關(guān)于電網(wǎng)上峰值負(fù)載的信息?？赏ㄟ^(guò)任意的數(shù)據(jù)通信方法(例如，互聯(lián)網(wǎng))，或者 通過(guò)包括蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的電話系統(tǒng)，從電力公司190(圖4)接收公共電力設(shè)施的數(shù)據(jù)。在 該示例性實(shí)施方式中，充電電纜100將公共電力設(shè)施的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)模塊104(圖2)中。在該示例性實(shí)施方式中，控制模塊102(圖2)基于車輛數(shù)據(jù)和公共電力設(shè)施的數(shù) 據(jù)來(lái)確定充電時(shí)間表(步驟518)。在圖5所示的示例性方法500中，充電電纜100繼續(xù)接 收車輛數(shù)據(jù)和公共電力設(shè)施的數(shù)據(jù)，并且在步驟518中繼續(xù)更新充電時(shí)間表。在一個(gè)實(shí)施 方式中，車輛數(shù)據(jù)被用來(lái)估計(jì)對(duì)車輛電池16進(jìn)行完全充電所需的電力。公共電力設(shè)施的 數(shù)據(jù)可包括在公共電力設(shè)施電源插座172處可獲得的電壓電平，以及被輸送給車輛電池的 電流的最大安培數(shù)。在該示例性實(shí)施方式中，可獲得的電壓電平和最大安培數(shù)被用來(lái)計(jì)算最大充電率，并且該估計(jì)的所需電力和最大充電率一起用于確定估計(jì)的最小充電時(shí)間。充 電完成時(shí)間可通過(guò)系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置(例如，當(dāng)公共電力設(shè)施費(fèi)率從低費(fèi)用變至較高費(fèi)用的時(shí) 間)來(lái)確定，或者可作為來(lái)自用戶的輸入而接收。充電完成時(shí)間與估計(jì)的最小充電時(shí)間一 起被用在該示例性實(shí)施方式中以便確定充電開始的時(shí)間。例如，如果估計(jì)的充電時(shí)間比具 有低公共電力設(shè)施費(fèi)率的時(shí)段長(zhǎng)，那么可在公共電力設(shè)施費(fèi)率開始降低之前開始充電。在 其它實(shí)施方式中，可使用其它因素來(lái)確定和更新充電時(shí)間表，例如，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)200(圖4) 或者用戶輸入裝置150(圖2)接收的用戶輸入。在一個(gè)實(shí)施方式中，如果用戶提供輸入以 使充電時(shí)間表無(wú)效，那么該充電時(shí)間表被忽略，以便在可獲得電力的最高費(fèi)率時(shí)開始充電， 而無(wú)需考慮費(fèi)用或其它因素。還可基于充電的電池狀態(tài)(SOC)來(lái)確定充電完成時(shí)間。
在示例性方法500中，控制模塊102使用充電時(shí)間表以確定將車輛10中的充電系 統(tǒng)14(圖1)連接到公共電力設(shè)施電源170的時(shí)間?？刂颇K102(圖2)基于充電時(shí)間表 來(lái)控制電耦接器160 (步驟520)以減少對(duì)車輛電池16充電的費(fèi)用。示例性方法500允許 車輛用戶在較低的公共電力設(shè)施費(fèi)率可用之前的任意時(shí)刻將充電電纜100連接到車輛10， 并且仍然具有低充電費(fèi)用的好處。例如，車輛10的操作者可到家，或者到具有公共電力設(shè) 施電源插座172的另一個(gè)地點(diǎn)，并且在下午5:00時(shí)將充電電纜100連接到公共電力設(shè)施電 源插座172和車輛端口 12。在該示例中，充電電纜100然后接收包括車輛電池16充電狀態(tài) 的車輛數(shù)據(jù)，并且還接收當(dāng)?shù)毓搽娏υO(shè)施費(fèi)率，從而確定充電時(shí)間表。該充電時(shí)間表可估 計(jì)到需要六個(gè)小時(shí)來(lái)給車輛電池16完全充電，并且可在晚上9:00當(dāng)公共電力設(shè)施費(fèi)率降 低時(shí)將車輛充電系統(tǒng)14連接到公共電力設(shè)施電源170。在該示例中，充電將會(huì)繼續(xù)，直到充 電系統(tǒng)14指示充電完成時(shí)為止，該充電完成可能發(fā)生在次日凌晨3 00左右。在示例性方法500中，控制模塊102 (圖2)使用顯示器140顯示充電狀態(tài)(步驟 522)。在該示例性實(shí)施方式中，顯示器140向用戶提供關(guān)于充電時(shí)間表以及是否車輛電池 16當(dāng)前正在充電還是被延遲的反饋。如果充電被延遲而用戶不希望延遲，那么用戶可通過(guò) 用戶輸入指示充電應(yīng)當(dāng)開始。然后，充電時(shí)間表將被更新，并且能夠開始充電。在該示例性實(shí)施方式中，充電電纜100(圖2)還具有測(cè)量模塊106，并且測(cè)量電力 使用量(步驟524)。測(cè)量的電力使用量可被作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)模塊104中。在該示例 性實(shí)施方式中，包括電力使用量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送給電力公司190(圖4)(步驟 526)。在其它實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)被發(fā)送給車輛10，以及計(jì)算機(jī)180，用于顯示和/或反饋控 制。示例性方法500結(jié)束于540。圖5中所示的示例性方法500是對(duì)車輛電池進(jìn)行充電的 一個(gè)方法實(shí)施方式。然而，其它方法可包括額外的步驟，或者包括更少的步驟。還可以修改 方法步驟的順序和使用。在各個(gè)實(shí)施方式中，充電電纜100可以被生產(chǎn)為具有整體連接到控制模塊和/或 其它模塊的電力電纜101 (圖3)。在其它實(shí)施方式中，控制模塊和/或其它模塊可與電力 電纜101分開制造，并且被連接到公共電力設(shè)施端110和/或車輛端120。例如，控制系統(tǒng) 105(圖2)可被容納于連接在車輛連接器122與充電端口 12(圖1)之間的模塊中，和/或 被容納于連接在公共電力設(shè)施連接器112 (圖2)與公共電力設(shè)施電源170 (圖1)之間的模 塊中。給車輛電池充電的示例性方法500以及充電電纜100的示例性實(shí)施方式可以各種 方式提供優(yōu)于現(xiàn)有充電電纜和充電方法的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，充電電纜100為消費(fèi)者提供了降低電動(dòng)車輛充電費(fèi)用的便利系統(tǒng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，充電電纜100 為電力公司提供了管理負(fù)載平衡的能力。充電電纜100的一個(gè)實(shí)施方式既為消費(fèi)者也為電 力公司提供了接收有關(guān)電動(dòng)車輛電力使用量的反饋的能力。前面的描述涉及被“連接”或“耦接”在一起的元件或節(jié)點(diǎn)或特征。除非另外明確地表述，否則如本文所用，“連接”是指一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征在機(jī)械的、邏輯的、電的、或其 它合適的意義上被直接接合到另一個(gè)元件、節(jié)點(diǎn)或其它特征，或者直接與其通信。同樣地， 除非另外明確地表述，否則“耦接”是指一個(gè)元件/節(jié)點(diǎn)/特征在機(jī)械的、邏輯的、電的、或 其它合適的意義上被直接或間接地接合到另一個(gè)元件、節(jié)點(diǎn)或其它特征，或者直接或間接 地與其通信。術(shù)語(yǔ)“示例性”是以“示例”的意義而不是以“模型”的意義被使用。另外，盡 管附圖可描繪元件的示例布置，但是在實(shí)際的實(shí)施方式中可以存在額外的中間元件、裝置、 特征、或部件。盡管在前面的詳細(xì)描述中已經(jīng)提供了至少一個(gè)示例性實(shí)施方式，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到 的是，還存在有大量的變型。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方式僅僅是示例， 且并不意圖以任何方式限制本發(fā)明的范圍、應(yīng)用或構(gòu)造。相反，前面的詳細(xì)說(shuō)明將為本領(lǐng)域 中的技術(shù)人員提供用于實(shí)施該一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的便利的路線圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不 背離由所附權(quán)利要求及其法律上的等同物所描述的本發(fā)明范圍的情況下，可以在功能和元 件布置上實(shí)現(xiàn)各種變化。
權(quán)利要求
一種充電電纜，其被構(gòu)造成將車輛電池電耦接到公共電力設(shè)施電源，所述充電電纜包括車輛連接器，其被構(gòu)造成連接到車輛上的充電端口；數(shù)據(jù)模塊，其被構(gòu)造成從所述公共電力設(shè)施電源接收公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)，以及從所述車輛接收車輛數(shù)據(jù)；控制模塊，其被通信地耦接到所述數(shù)據(jù)模塊，所述控制模塊被構(gòu)造成基于所述公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)和所述車輛數(shù)據(jù)對(duì)位于所述公共電力設(shè)施電源與所述充電端口之間的電耦接器進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電纜，其特征在于，進(jìn)一步包括被通信地耦接到所述數(shù) 據(jù)模塊的通信模塊，所述通信模塊被構(gòu)造成通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送和接收所述公共電力設(shè)施數(shù)據(jù) 及所述車輛數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電纜，其特征在于，所述控制模塊進(jìn)一步包括基于所述 公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)和所述車輛數(shù)據(jù)來(lái)確定充電時(shí)間表的處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電電纜，其特征在于，所述充電時(shí)間表是使用一天中的當(dāng) 前時(shí)刻、所述公共電力設(shè)施電源的電壓電平、包括公共電力設(shè)施費(fèi)率時(shí)間表的所述公共電 力設(shè)施數(shù)據(jù)、以及包括所述車輛電池充電水平的所述車輛數(shù)據(jù)來(lái)確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電纜，其特征在于，進(jìn)一步包括被構(gòu)造成顯示所述車輛 電池充電狀態(tài)以及接受用戶輸入的用戶接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電纜，其特征在于，進(jìn)一步包括被通信地耦接到所述數(shù) 據(jù)模塊的測(cè)量模塊，所述測(cè)量模塊被構(gòu)造成測(cè)量電力使用量并產(chǎn)生使用量數(shù)據(jù)，其中所述 使用量數(shù)據(jù)被保留在所述數(shù)據(jù)模塊中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電纜，其特征在于，進(jìn)一步包括被構(gòu)造成顯示充電狀態(tài) 的充電狀態(tài)指示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電電纜，其特征在于，進(jìn)一步包括被構(gòu)造成顯示公共電力 設(shè)施電力狀態(tài)的公共電力設(shè)施電力狀態(tài)指示器。
9.一種車輛充電電纜，包括數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其被構(gòu)造成與家庭區(qū)域網(wǎng)通信，并且被構(gòu)造成與車輛通信；控制系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)模塊，其通信地耦接到所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)模塊被構(gòu)造成保留公共電力 設(shè)施費(fèi)率和電力使用量信息；以及控制模塊，其通信地耦接到所述數(shù)據(jù)模塊，并且被構(gòu)造成控制公共電力設(shè)施電源與車 輛電池之間的電耦接器，其中所述控制模塊基于所述公共電力設(shè)施費(fèi)率和所述電力使用量 信息來(lái)計(jì)算充電時(shí)間表；以及用戶接口，其被構(gòu)造成顯示所述車輛電池的充電狀態(tài)，并且被構(gòu)造成接受用戶輸入。
10.一種裝置，包括車輛連接器，其被連接到構(gòu)造成為車輛電池充電供應(yīng)電力的電力電纜，其中所述車輛 連接器被構(gòu)造成連接到帶有充電端口的車輛；以及控制模塊，其被連接到所述電力電纜，其中所述控制模塊被構(gòu)造成從公共電力設(shè)施電 源接收公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)并且從所述車輛接收車輛數(shù)據(jù)，以及基于所述公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)和所述車輛數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整供應(yīng)給所述車輛電池的電力 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶控制器的充電電纜。具體地，公開了一種車輛充電電纜，其被構(gòu)造成從公共電力設(shè)施電源給車輛上的車輛電池充電，該電纜包括車輛連接器和控制模塊。車輛連接器被連接到構(gòu)造成為車輛電池充電供應(yīng)電力的電力電纜。車輛連接器被構(gòu)造成連接到車輛上的充電端口?？刂颇K被連接到電力電纜?？刂颇K被構(gòu)造成從公共電力設(shè)施電源接收公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)，并且從車輛接收車輛數(shù)據(jù)，以及基于該公共電力設(shè)施數(shù)據(jù)和車輛數(shù)據(jù)對(duì)供應(yīng)給車輛電池的電力進(jìn)行調(diào)整。
文檔編號(hào)B60L9/00GK101811446SQ201010001449
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者C·R·馬基維奇, G·J·基塞爾, J·貝雷薩, R·A·博菲特, R·L·維塔爾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司